主机单缸异常磨损原因分析

此文通过某轮主机单缸短期内异常磨损实例分析, 找出原因并提出应采取的预防措施。

某轮1998年建造出厂, 主机是MAN B&W6L80MC型, 当运转到30700h时 , 从船舶报表统计记录各缸缸套最大磨耗量即缸径增加值如表1。

表1

从数值比较分析中看出, 此磨耗值比主机缸套磨耗设计值略偏高。

航行中, 当主机运转到30957h时, 第五缸参数发生了变化, 与其他各缸相比, 扫气温度升高20℃, 活塞冷却油出口升高6℃, 缸套冷却水出口升高2℃, 排气温度达到378℃, 比其他各缸高出很多。

被迫海上滞航吊缸检修。 

活塞吊出后发现第二、三道令卡在令槽内, 第一道令断裂, 第四道令失去弹性, 说明四道令全部失常, 密封不好, 漏气, 造成燃烧不良, 各有关温度升高。 

测量缸套发现磨耗加快, 磨耗量最大达2.25mm, 只运转了二百多小时, 缸套就磨损了1.4mm。

换新四道活塞令后, 恢复续航。 

运行中, 虽然第五缸活塞令全部换新, 但工况未有明显好转 , 并有恶化趋势, 航行四天到达港口, 又吊缸检修, 各道令快速磨损, 新令宽度为25mm, 而新换各令运转还不到 100h, 磨损后测量记录如表2。

缸径测量, 最大磨损量已达3.52mm。

检修时, 活塞下部空间扫气箱刀门打开后, 在场的机务人员观察扫气箱是干的, 没有污油水存在, 在放残口处倒入液体, 液体也能流光, 故认为是令的质量问题, 造成异常磨损。 

换令后开船, 主机运转中发现此缸工况并未见好转, 排气温度和扫气温度仍比其他缸高 , 运行一天后再查看, 发现第三、四道令导角已磨去。  

笔者知此情况后, 与主管机务人员研究分析, 认为非令质量问题, 是此缸放残支管和阀管路有问题, 此缸放残口到阀的出口这段管路被燃烧产物——残渣阻塞, 管路不畅通, 但没完全堵死。

如放残示意图1。

正常航行时, 各放残支管上的S——考克是常开的, 总管上的阀G常开, 泄放柜出口阀D一一常关。 

泄放柜的透气管出口在机舱高处, 透气管路上设有节流孔板, 为了减少扫气损失。

透气管有扫气喷出, 说明放残管路是通的。

活塞下部空间扫气箱底面呈倾斜状态, 残余的汽缸油水等液体靠重力流入泄放柜, 较细小的燃烧产生的固体杂物也被液体带冲入泄放柜。

炼油技术的提高, 使剩余渣油占石油比例越来越少, 质量越来越低, 现在船用燃料油380cst、180cst都是渣油与柴油按比例调合而成, 渣油中的各种金属杂质和非金属杂质及催化剂粒子燃烧中形成坚硬的固体残渣, 通过扫气口落入扫气箱, 燃烧产生的固体残渣酷似炼钢中的钢渣, 坚硬而又比重很大, 凡是清洁过扫气箱的人员都会有体会, 半桶残渣提起来比满桶水还要重。

每缸的放残阀都是采用考克阀, 为的是减少管路阻力, 污油水通过更流畅, 残渣被液体带冲走, 如果某缸的放残考克开的不到位, 大的残渣被阻卡在如图2所示处, 而且时间一长, 越积越多, 最终被阻塞, 但未完全堵死。 

主机运转中, 放残总管的压力基本上与扫气箱压力相同, 管路畅通时, 各缸的污油水及时流入了泄放柜, 活塞下部空间扫气箱是干的, 没有污油水, 不畅通的缸, 污油水不能及时流出, 积存在活塞下部空间, 而且液位升高, 该缸活塞下行到下死点时, 气体冲吹污油水, 使污油水夹杂细小固体颗粒飞溅随扫气进入气缸, 加快活塞令与缸套磨损。

当定期打开泄放柜出口阀D时, 泄放柜污油水放到油渣柜, D阀开起过程中, 放残总管压力降低, 受阻的单缸放残阀前后压差变大, 该缸的残油水液体靠压差通过受阻的残渣缝隙流入放残总管, 放入泄放柜。当阀关闭后, 放残受阻缸又重复上述过程。

上述该轮海上吊缸换新四道活塞令后, 运转不到四天令又出现异常磨损, 加快磨损的原因是吊缸后为了新令的磨合, 加大了单缸的汽缸油供给量, 受阻的单缸放残管路没有变化, 造成该缸活塞下部空间污油水积存更多所致。

第二次吊缸换令后, 工况未见好转, 通过扫气口查看, 发现第三、四道令导角已磨去, 而且船在远航途中, 海况不良, 无法滞航检修, 机关机务人员研究分析, 确定原因后指示船上采取以下措施：

加大D阀放残次数;

适当加大该缸汽缸油供给量;

该缸放残支管和阀阻塞要清通;

适当降低此缸负荷, 使此缸排气温度降低。

船上接到指令后, 在未停机情况下, 拆下该缸放残考克后的支管, 开关考克, 吹通了受阻管路, 而后主机运转中, 该缸工况稳定, 虽然工况温度参数比其他缸高, 这是由于此缸缸径磨大造成, 缸径磨大已超出了允许极限范围, 允许极限范围是缸径的0.4%-0.8%。

800×0.4%＝3.2mm，该缸已超过了3.52mm。

而后在适当港口对该缸缸套进行了更新, 恢复了机器的正常运转。 

曾听闻多起由于放残总管堵塞, 造成主机各缸短时异常磨损事故, 被迫海上滞航检修。

故笔者一年前发表过有关主机扫气箱放残管理的文章, 要求主机运转中, 活塞下部空间一直处于干的状态, 所产生的污油水能及时靠重力流出, 进入泄放柜。

这虽说是一项简单的操作管理, 但多次被一些机务人员忽视, 造成不必要的麻烦和损失, 应引以为戒。

近闻由于单缸放残支管阀阻塞, 造成单缸异常磨损, 故复述放残正确操作。 

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